2018 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of non-invasive electrical stimulation on excitability of neurons during walking
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15K01508
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
上林 清孝 同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (70415363)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 歩行 / 電気刺激 / 筋電図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経科学の研究進歩により、歩行機能障害者の歩行再獲得に向けて積極的なリハビリテーションが実施されている。歩行機能障害者では遊脚開始時に前脛骨筋の活動が弱く、足関節が十分に背屈されないことでつまずきが生じえる。そこで、歩行中の遊脚期に前脛骨筋へ経皮的に電気刺激を与え、足関節の背屈をサポートする目的で、電気刺激装置を併用した歩行トレーニングが行われている。本研究課題では歩行中の非侵襲的な電気刺激を付加することで、歩行中の筋活動や神経路の興奮性にどのような変化が生じるのか明らかにする目的で実験を行っている。
本年度は、健常者のトレッドミル歩行中に前脛骨筋に対して非侵襲的な電気刺激を6分間持続的に与え、その前後での筋活動変化から短期の適応変化を調べた。電気刺激の強度は刺激によって筋収縮が生じ始める運動閾値の1.2倍とした。前脛骨筋の近位部と遠位部の2か所に貼付した2つの電極から計測した筋活動をコヒーレンス解析し、脊髄運動ニューロンに対する共通入力の強さが歩行中の外部刺激によって変化するのかに着目した。
電気刺激前に比べて、電気刺激直後では遊脚後期における15-30 Hzの周波数帯域でのコヒーレンスは増加傾向を示し、30-45 Hzの周波数帯域では減少となり、低周波帯域へとシフトする結果となった。電気刺激終了後から通常歩行を6分間継続した時点で、15-30 Hzの帯域では電気刺激前の値へと戻っていたが、30-45 Hzでは電気刺激前よりも低値であった。これらの結果から、歩行中に与えた前脛骨筋に対する電気刺激は運動ニューロンに対する共通入力に影響する可能性が示唆された。
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